Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (1249577), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Здесь также требуется четкопоставить цель. Что бы мы хотели в конечном счете? Очевидно, что обоим игрокам должнобыть интересно играть, даже несмотря на разницу в классе.ИКР может звучать здесь следующим образом:«Игрок „А“ сам помогает игроку „В“ отбивать мяч, не ухудшая своих показателей и не делаяPage 30/111игру более скучной для себя».Это может быть достигнуто, если оба игрока будут играть на один и тот же результат.Целью игры также могло бы стать:•стремление как можно дольше удержать волан в воздухе;•необходимость для сильного игрока попасть в мишень воланом, который отобьет емуслабый игрок.Или… сильный игрок мог бы играть левой рукой и т. д.Уже сама формулировка цели в данном случае открывает возможности для ее достижения.Задача 4.5.: Зимой водосточные трубы заполняются льдом.
Весной лед начинает оттаивать, ивозможны ситуации, когда ледяная пробка, подтаяв с внешней стороны и потеряв сцеплениес трубой, летит вниз. Удар такой пробки о выступающие части трубы часто приводит к ееразрыву. Если же ледяная пробка падает на тротуар, то она может стать причиной травмнаходящихся вблизи людей. Выколачивание льда — дорогое и малоэффективноемероприятие.
Как добиться того, чтобы пробки не падали вниз?ИКР может быть обращен ко всем элементам, приведенным в данной задаче. Мы можемсчитать, что их всего два: лед и труба. Важным вопросом является формированиетребования к этим элементам.«Лед сам удерживается в трубе до момента полного таяния».«Труба сама удерживает лед до момента его полного таяния».Как можно видеть, в реальной ситуации труба и лед не держатся друг за друга до моментаполного таяния (ведь нам приходится их об этом «просить»).«Лед сам держится за трубу той своей частью, которая растает в последнюю очередь».Возможный итог решения описан в одном из российских изобретений:«Водосточная труба, включающая водосборную воронку, прикрепленную около ската крыши,колена обхода карниза и слива, отличающаяся тем, что, с целью создания защиты отповреждения падающим внутри трубы льдом, труба снабжена отрезком произвольноизогнутой проволоки, расположенной со стороны воронки внутри трубы и прикрепленнойверхним концом к скату крыши» (рис.
4.3).Рис. 4.3В этом решении видно, что выполненное изменение — пропущенная внутри трубы проволокапозволяет приблизиться к реализации ИКР, определенного для льда: лед сам удерживаетсявнутри трубы до момента полного таяния.Объекты техники имеют огромное количество свойств и характеристик, из которых вконкретных обстоятельствах человек почти всегда использует крайне незначительную часть.Этот запас свойств позволяет нам требовать от элементов системы чего-то нового и находитьновые возможности их использования.Можно констатировать, что идеальность — универсальный инструмент мыслительнойдеятельности.Отличие идеальной технической системы от используемых в науке идеализаций состоит вPage 31/111том, что в науке модель приближают к реальному миру, а в технике реальный мир создают наоснове модели.
И если в науке к абсолютной истине можно только стремиться, никогда ее недостигая, то в технике можно сразу понять эту абсолютную для себя истину, то есть конечныйпредел, итоговое состояние объекта, но тоже стремиться к этому состоянию, к этой истинебесконечно. Выражаясь фигурально, техника дает нам возможность жить в мире мечтаний,делая их реальностью.
И механизм работы с идеальными моделями, с ИКР являетсяпрактическим инструментом реализации этих возможностей.5. Вещественно-полевые ресурсыГасанов А. И.Вспомним легенды древних греков о подвигах Геракла. В одной из них он пообещал царюЭлиды Авгию очистить его огромные и сильно загрязненные конюшни, причем, сделать этособирался за один день. Выполнить эту работу вручную обычными способами было не посилам даже такому гиганту, как Геракл. Но он поступил по-изобретательски: нашел такиесилы, которые помогли сдержать данное Авгию слово: разобрал стены конюшни и направил вних воды рек Алфея и Пенея, которые смыли все нечистоты, накопившиеся в конюшнях задолгие годы.Как же охарактеризовать действия Геракла, a точнее тот прием, который он использовал длярешения поставленной задачи? Сейчас мы сказали бы, что древнегреческий геройиспользовал мощный энергетический и вещественный ресурс, имевшийся в окружающейсреде.А вот пример отнюдь не из мифологии.
Теплой водой в коровнике ополаскивают доильноеоборудование. Водой горячее (40 °C) проводят санитарную обработку животных переддойкой, а шестидесятиградусной — моют оборудование. Теплая и горячая вода поступает вкоровник из котельной, работающей на жидком, твердом или газообразном топливе.
От этойже котельной работает и агрегат для охлаждения парного молока. На охлаждение каждойтонны молока и нагрев воды расходуется почти 5 кг условного топлива. Но ведь парноемолоко само имеет температуру 35 °C! Оказывается, теплоты парного молока вполнедостаточно для приготовления не только теплой, но и горячей воды. Нужна лишьдополнительная специальная установка, которая и была разработана рядом институтовсельскохозяйственного машиностроения.Если в примере с Гераклом использована энергия рек, т. е. ресурсы внешней среды, то вданном примере энергия для вспомогательных операций получена утилизацией теплотысамого главного продукта производства, который так или иначе все равно надо охлаждать.Теплота охлаждаемого молока как раз и есть ресурс для нагрева воды.Мы уже не раз использовали термин «ресурс».
Согласно толковому словарю, ресурс — этозапас, накопление, возможности. Мы же далее будем понимать этот термин более широко:ресурс — это все, что без особых затрат может быть использовано во благо системы, для еесовершенствования.Сам термин «вещественно-полевые ресурсы» впервые появился в тексте АРИЗ-85В. Однакоочень скоро стало ясно, что понятие «вещественно-полевые ресурсы» (ВПР) — одно изфундаментальных понятий ТРИЗ, такое же, как уже знакомые нам противоречие, ИКР,веполь.При решении задач по АРИЗ на этапе синтеза технического решения возникаетнеобходимость в исходной модели задачи провести некоторые преобразования: ввестиновые вещества и поля, либо изменить поля и вещества уже существующие в системе.
ТакиеPage 32/111трансформации могут носить как физический характер (например, изменение агрегатного илифазового состояния веществ), так и быть изменениями характеристик пространственнойструктуры оперативной зоны объекта, в котором реализуется конфликт между его частями.Необходимые же преобразования в оперативной зоне по АРИЗ требуется совершить поотношению к некоторому икс-элементу, характер которого до поры, до времени неизвестен, авозможная его структура как раз и должна быть выявлена в процессе анализа задачи пошагам.Анализ большого патентного материала, который, как и во всех других случаях, являетсяосновным исследовательским материалом в ТРИЗ, позволил разработать классификациюВПР, существенно упрощающую работу с этим инструментом при решении изобретательскихзадач. Можно выделить следующие основные характеристики ресурсов: вид, количество,ценность, степень готовности к применению, источник.По видам ресурсы можно разделить на энергетические, вещественные, пространственные,временные, функциональные, информационные, комбинированные.К энергетическим ресурсам относятся все известные нам виды энергии и полей(электрические, электромагнитные, тепловые поля и т.
д.), которые не подводятся к системе ине вырабатываются специально, а уже имеются в совершенствуемой системе или вовнешней среде.Приведем примеры:Многие садоводы-любители для борьбы с вредителями пользуются опрыскивателем. Чащевсего в качестве энергетической установки при этом выступает сам человек, нагнетаядавление в баллон с жидкостью. Точно так же поступает и автомобилист, накачивая шинуколеса, хотя наверняка можно для этой цели приспособить и двигатель автомобиля.Кстати, автомобиль, как источник разных, часто пока неиспользованных, видов энергии можетбыть объектом для поиска ВПР. Например, известно, что выхлопные газы выносят ватмосферу не только пары воды, диоксид углерода (углекислый газ) и некоторые вредныесоставляющие, но и неиспользованную тепловую и механическую энергию.
Эту энергиюможно заставить работать. Достаточно по специальным каналам направить выхлопные газы ктурбинке и раскрутитъ ее до нескольких тысяч оборотов в минуту. Та, в свою очередь,приведет в действие небольшой воздушный компрессор, создающий дополнительноедавление в воздухозаборнике, что и повысит мощность двигателя. Именно так и поступаютпри создании современных автомобилей с турбонаддувом.Но выхлопные газы могут не только усиливать наддув двигателя, они способны подсушиватьперевозимые грузы, перемешивать их. Могут они натянуть над автомобилем защитный тент,защитив и сам автомобиль и водителя от атмосферных осадков.Под вещественными ресурсами будем понимать все материальные тела, которые есть всистеме, надсистеме или внешней среде.
Вот несколько примеров.Для восстановления размеров деталей, например, изношенных венцов больших зубчатыхколес экскаваторов, их помещают в специальную форму и с огромной силой сжимаютнерабочие части венцов. Металл из этих частей выдавливается в зубцы, увеличивая ихразмеры. Затем лишний металл с контактных поверхностей зубчатых колес сошлифовывают.Практически также предложил поступать изобретатель Л. К. Нагорный при изготовлениисоставных прокатных валков: цилиндрическую гильзу надевают на ось с зазором, а затем осьсжимают с торцов, чтобы заполнить зазор.
Вещественным ресурсом здесь является материалоси; изготовление валков значительно упрощается, поскольку не нужна точная обработкапосадочных поверхностей (а.с. 833347).Page 33/111Существенным для поиска вещественных ресурсов в системе является то, что веществапредставляют собой многоуровневую иерархическую структуру, простирающуюся отэлементарных частиц, через атомы, молекулы, их ассоциации, кристаллическую решетку кпростейшим техновеществам (проволока, лист, шарик и т. д.), к объединению в ассоциацииобработанных техновеществ, составляющих технические системы высокого уровняорганизации.
Отсюда же ясно, что новое вещество в системе может быть получено какразрушением более крупной системы, например, разложением воды на молекулы водорода икислорода, так и объединением уже существующих частиц более низкого уровня. При этомвыгоднее разрушать «целые» частицы (молекулы, атомы), поскольку нецелые частицы(например, ионы) уже частично разрушены и сопротивляются дальнейшему разрушению.Достраивать же, наоборот, выгоднее нецелые частицы, стремящиеся к восстановлениюПод пространственными ресурсами будем понимать свободное пространство, «пустоту»,которую можно использовать для изменения исходной системы или для повышенияэффективности ее эксплуатации.Во многих регионах мира, расположенных на берегах морей и океанов, возникают большиепроблемы с питьевой водой. Воды рядом много, но использовать ее нельзя — она соленая!Необходимо не только создавать мощные опреснительные установки, но и строить большиехранилища для пресной воды.
Швед К. Дункер предложил для хранения дождевой и питьевойводы использовать гигантские плавающие резервуары, представляющие собой не имеющиедна пластиковые контейнеры, нижний край которых с помощью грузил удерживается ввертикальном положении. Пресная вода (имеющая меньшую плотность) держится поверхсоленой, не смешиваясь с ней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
